1、Steel Structure第 2章 钢结构的材料本章导学 导学提示 本章主要介绍钢结构对钢材的要求及其破坏形式，在此基础上深入讨论了钢材的主要性能及设计指标，影响钢材性能的因素，钢结构的脆断和防止脆断的设计要求，选择钢材的原则和保证项目。 Steel Structure 本章要求 1.掌握钢结构对材料的要求；2.掌握钢材的破坏形式；3.重点掌握钢材的主要性能（包括受拉、受压及受剪时的性能、冷弯性能、冲击韧性）；4.了解各种因素对钢材主要性能的影响（如化学成分、冶金缺陷、钢材硬化、温度影响、应力集中、反复荷载作用）；5.了解复杂应力作用下钢材的屈服条件；6.掌握钢材的疲劳的概念及计算方法；7
2、.了解钢的种类和钢材规格。 Steel Structure 关键知识 1.钢材的受拉、受压及受剪时的性能、冷弯性能、冲击韧性；2.钢材的疲劳的概念及计算方法。 重点讲解 1.钢材的受拉、受压及受剪时的性能、冷弯性能、冲击韧性2.钢材的疲劳破坏 难点解析 1.钢材的疲劳破坏Steel Structuren （ 1） 强度要求 ，即对材料屈服强度（又称为屈服点）与抗拉强度的要求。n （ 2） 塑性、韧性要求 ，即要求钢材具有良好的适应变形与抗冲击能力，以防止脆性破坏。n （ 3） 耐疲劳性能及适应环境能力要求 ， 即要求材料本身具有良好的抗动力荷载性能及较强的适应低温、高温等环境变化的能力。2.1
3、 钢结构对钢材性能的要求 Steel Structuren （ 4） 冷、热加工性能及焊接性能要求 ，良好的工艺性能不但易于将钢材加工成各种形式的结构，而且不会产生因加工对结构的强度、塑性、韧性等造成不利影响。n （ 5） 耐久性能要求 ，主要指材料的耐锈蚀能力要求，即要求钢材具备在外界环境作用下仍能维持其原有力学及物理性能基本不变的能力。n （ 6） 生产与价格方面的要求 ，即要求钢材易于施工、价格合理。Steel Structure 钢结构设计规范具体规定： 承重结构的钢材应具有 抗拉强度、伸长率、屈服点抗拉强度、伸长率、屈服点 和碳、硫、磷含量的合格保证，焊接结构尚应具有 冷弯冷弯试验试
4、验 的合格保证；对某些承受动力荷载的结构以及重要的受拉或受弯的焊接结构尚应具有常温或负温 冲击冲击韧性韧性 的合格保证。Steel Structure2.2 钢材的破坏形式 1.塑性破坏的特征： 构件应力超过屈服点、并达到抗拉极限强度后，产生明显的变形并断裂。构件在断裂破坏时产生很大的塑性变形，又称为延性破坏。断裂后的断口呈纤维状，色泽发暗，有时能看到滑移的痕迹。 钢材在发生塑性破坏时变形特征明显，很容易被发现并及时采取补救措施，因而不致引起严重后果。而且适度的塑性变形能起到调整结构内力分布的作用，使原先结构应力不均匀的部分趋于均匀，从而提高结构的承载能力。Steel Structure 2.
5、脆性破坏的特征： 钢材在断裂破坏时没有明显的变形征兆，平均应力小，按材料力学计算的名义应力往往比屈服点低。断裂后断口平直并呈有光泽的晶粒状。 由于脆性破坏具有突然性，无法预测，而且个别构件的断裂常引起整个结构塌毁，危及人民生命财产的安全，后果严重，比塑性破坏要危险得多，因此，在钢结构工程设计、施工与安装中应采取适当措施尽力避免发生脆性破坏。 Steel Structure2.3.1 受拉、受压及受剪时的性能1.强度性能（ 1）碳素结构钢材的应力应变曲线分为五个阶段：a.弹性阶段b.弹塑性阶段 c.屈服阶段 d.强化阶段 e.颈缩阶段屈服点 fy是钢结构设计中应力允许达到的最大限值，因为当构件中的应力达到屈服点时，结构会因过度的塑性变形而不适于继续承载。 比例极限 屈服强度极限强度o(N/mm2)fyfued流幅ab c2.3 建筑钢材的主要性能 Steel Structure0.2% 0.2(N/mm2)o（ 2）高强度钢的应力 -应变曲线
